JPH0251345A - カーボンブラシの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転電機用、特に小型回転電機用のカーボンブ
ラシの製造法に関する。

（従来の技術） カーボンブラシ（以下ブラシと呼ぶ）の摺動接触を保持
するため、整流子面に過剰に生成された表皮膜を除去す
るものとして、特公昭３９−１６３６３号公報に示され
るように、ブラシ中に無定形シリカとアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属。

マンガン、アルミニウム、ビスマス斤ツケル等のような
シリカ結晶化促進作用を有する金属とを含有させ、７０
０〜ｉ、ｏｏｏ℃程度で熱処理してブラシを製造する方
法がある。また、有害な整流子・表皮膜の生成を未然に
防止し、適正な皮膜調製作用を与え、高速回転下におい
ても安定したすり特性を得るものとして特公昭５８−５
８７８７号公報に示されているように黒鉛粉に結合剤と
０．５〜５重量％のアルミニウム粉とを添加し、３５０
℃以下の温度で処理し、少量のアルミニウム粉による皮
膜調整作用により整流子面の表皮膜の生成が過剰になる
ことを抑え、ブラシの座乗性を良好にしたブラシがある
。また同様の目的で特公昭６０−１３３８２号公報に示
されているように黒鉛粉に結合剤とアルミニウム粉と炭
化珪素粉とを添加し１５０℃以上３５０℃以下の温度で
熱処理するブラシの製造法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 特公昭３９−１６３６３号公報に示されるプラシは整流
子の表皮膜を除去する効果はあるものの。

高速回転で容量の大きい回転電機においては結晶化シリ
カによる引掻きが発生し摺動接触状態が不安定となり、
また特公昭５８−５８７８７号公報及び特公昭６０−１
３３８２号公報に示されるブラシは摺動接触の安定性の
点では効果がみられるものの容量の大きい回転電機に対
しては整流子の表皮膜を除去する効果の点では充分とは
言い難い。

本発明は近年の回転電機のパワーアップにともない整流
子面の表皮膜が過剰に生成することを未然に防止し、高
速回転で容量の大きい回転電機においてもブラシ摩耗の
少ない長寿命の回転電機用ブラシを提供するものである
。

（ｌ！？！題を解決するだめの手段） 本発明は２粒径５０μｍ以下の研磨材と二硫化モリブデ
ン又は二硫化タングステンの粉末と結合材の溶液とを混
練して７５〜３００μｍの造粒子を得、黒鉛粉と結合材
とを混練して粉砕した混練物に前記黒鉛粉に対して１〜
１０重量％の前記造粒子を混合し、成形及び焼成するこ
とを特徴とするブラシの製造法に関する。

本発明に用いられる黒鉛粉は石油系または石炭系コーク
スなどを黒鉛化して得られる通常の人造黒鉛、天然黒鉛
、キッシュ黒鉛、熱分解黒鉛等の粉末が用いられ、結合
材と混線後任量の粒度に粉砕される。黒鉛粉の粒度及び
結合材との混線後粉砕したものの粒度は特に制限はない
。

黒鉛粉の結合材としてはノボラック壓フェノール樹脂、
レゾール型フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性
樹脂またはタールピッチ、コールタール等が用いられる
。

本発明によるブラシには前述の原料と共に研暦材粉と二
硫化モリブデン又は二硫化タングステンの潤滑材粉末を
結合材の溶液で造粒した造粒子が用いられる。造粒用の
結合材は熱硬化性樹脂が好ましく、該樹脂に可溶性の溶
剤と共に用いる。

本発明に用いられる研磨材はｒアルミナ、αアルミナ、
シリカ、炭化珪素、酸化クロム等の粉末で５０μｍ以下
の粉末が用いられる。また、二硫化そりブデン又は二硫
化タングステンの粉末の粒径には制限がないが平均粒径
５μｍ以下のものが一般に用いられる。

本発明に用いられる研磨材は５０μｍを越えると研磨作
用が強くなり過ぎ整流子面に条痕ある込は段摩耗が発生
する。

本発明に用いられる研磨材と二硫化モリブデン又は二硫
化タングステンとの造粒子は適量の結合材の溶液と混練
後分級して７５μｍ〜３００μｍの粒度範囲に調整した
ものが使用される。７５μｍ未満では整流子面の表皮膜
を除去する効果と共に二硫化モリブデンまたは二硫化タ
ングステンによる潤滑効果が得られ難い。造粒子の径が
３００μｍを越えるとブラシ中に絶縁物が偏在すること
になり、また過剰の表皮膜を除去する作用にもムラがあ
シ、整流子面に帯状の条痕が発生し易くなる。

本発明に用いられる研磨材と二硫化モリブデン文は二硫
化タングステンとの配合比率には制限はなく、整流子面
に生成される表皮膜の程度によシ適宜調整することがで
きる。

研磨材と潤滑材との造粒子の添加量は黒鉛粉に対して１
〜１０重ｉ−ｓであり、１重量％未満では上述の造粒子
径が７５μｍ未満の場合と同様に効果がなく、１０１［
ｉ％を越えると研磨作用が過剰となり摺動接触状態が悪
化し火花の発生が増大する。

（実施例） 以下１本発明の詳細な説明する。

実施例１ 粒径が最大５０μｍ、平均１５μｍのα−アルミナ１０
重量部と平均粒径５μｍの二硫化モリブデン９０重量部
とを混合した後、該混合物に結合材としてＨＰ−２０８
ＮＫ（ノボラック壓フェノール樹脂９日立化成工業株式
会社製、商品名）を２０重量部、及びメタノール２０！
量部を加え５５℃で混線後分級し、１００μｍ〜２５０
μｍの粒度の造粒子を得た。平均粒径２０μｍのピッチ
コークス系人造黒鉛粉７０重量部に結合材として前記Ｈ
Ｐ−２０８ＮＫ３０重量部及びメタノール３０重量部を
加えて５５℃で混練した後、粉砕して１００μｍ以下の
混練物を得１次いで該黒鉛粉に対し前記造粒子を０．５
〜１５重ｆＬ−の割合で該混練粉に添加混合し、混合物
を”−２ｔ／Ｃｍ”で成形し７００℃で焼成して造粒子
の添加量が８種類のプラン素材を得た。

実施例２ 粒径が最大５０μｍ平均３０μｍのγ−アルミナ２０重
量部と平均粒径５μｍの二硫化タングステン８０ｉ−ｉ
部を用いて実施例１と同様の方法により１００μｍ〜２
５０μｍの造粒子を得、該造粒子を実施例１と同様に黒
鉛粉に対して１〜１５重ｆｉｔ％の割合で混練粉に添加
混合し、実施例１と同様にして成形、焼成して造粒子の
添加量が８種類のブラシ素材を得た。

実施例３ 粒径が最大５０μｍ、平均ｌＯμｍの炭化珪素粉５重量
部と平均粒径５μｍの二硫化モリブデン９５重量部を用
いて実施例１と同様の方法により１００μｍ〜２５０μ
ｍの造粒子を得、これを黒鉛粉に対して１〜１５重ｆｎ
％の割合で混練粉に添加混合し、実施例１と同様にして
成形、焼成して８種類のブラシ素材を得た。

比較例１ 研磨材に平均粒径８５μｍのα−アルミナを用いた以外
は実施例１と同様にしてブラシ材を得た。

比較例２ 研磨材に平均粒径６０μｍの炭化珪素粉を用いた以外は
実施例３と同様にしてブラシ材を得た。

比較例３ 実施例１と同様にして研磨材と潤滑材とを樹脂溶液で混
線後分級して７５μｍ未満の造粒粉と２５０μｍを越え
る造粒粉を得、該黒鉛粉に対し１、　５．　１０重ｉチ
となるように混練粉に添加混合し、以下実施例１と同様
にしてブラシ材を得た。

以上の実施例及び比較例で得たブラシ材からブラシを加
工し、ＡＣＩ　ＯＯＶ、１ｋＷ、回転数２６．００　Ｏ
ｒｐｍの交流整流子電動機を使用してブラシ摩耗の比較
試験を行った。第１図に実施例で得たブラシについての
研磨材と潤滑材との造粒子添加量とブラシ摩耗を示し、
第２図に比較例で得たカーボンブラシについて、同様に
研■材と潤滑材との造粒子添加量とブラシ摩耗量の関係
を示した。

Ｍ１図及び第２図より明らかなように研摩材と潤滑材と
の造粒子を１〜１０重量％添加したブラシはブラシ摩耗
量が少なく、研磨材と潤滑材との造粒子の添加量が１重
量％未満の場合は整流子面の過剰に生成された表皮膜を
除去する効果がなく。

運４−時間の経過と共に皮膜が過剰となシ火花が大きく
なるためブラシ摩耗が増大する。また、添加量が１０ｆ
ｆｉ址チを越えて多過ぎる場合は研磨作用過１ｊによる
不安定摺動となって火花が大きくなり。

添加造粒子の脱落が発生してブラシ摩耗が増大する。

（発明の効果） 本発明で得られるブラシは研磨材のもつ皮膜調整作用と
潤滑材のもつ潤滑作用を兼ね備え１回転電機の整流子面
への皮膜が過剰になることを未然に防止し、高温下にお
ける潤滑効果があり、大容量の回転電機でも長慢命であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はブラシへの研磨材と潤滑材との造粒
子添加量とブラシ摩耗量との関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、粒径５０μｍ以下の研磨材と二硫化モリブデン又は
   二硫化タングステンの粉末と結合材の溶液とを混練して
   ７５〜３００μｍの造粒子を得、黒鉛粉と結合材とを混
   練して粉砕した混練粉に前記黒鉛粉に対して１〜１０重
   量％の前記造粒子を混合し、成形及び焼成することを特
   徴とするカーボンブラシの製造法。